最独特的粮食储存方式之一：蜜罐蚁腹部肿胀 用身体储存蚁巢的食物

最独特的粮食储存方式之一：蜜罐蚁腹部肿胀 用身体储存蚁巢的食物 蜜罐蚁被安置在一个特定的房间内，什么也不用做，蚁群中的工蚁会喂养和照料这些蚂蚁，它们会特地去收集一些含糖液体和其他营养物质来喂蜜罐蚁，让蜜罐蚁生长。等蜜罐蚁长成，它们就一动不动待在那里，几乎不用浪费多少能量。然后，在食物短缺的时候，工蚁就会轻轻拍打蜜罐蚁的身体，接收信号的蜜罐蚁就会反刍储存的糖浆，之后工蚁食用这些糖浆并分发给其他蚁群成员。蜜罐蚁分布在北美和南美、澳大利亚和非洲的干旱地区，食物供应非常不稳定所以，这种奇怪的粮食储存方式，被认为就是应对不稳定环境的一种策略。在自然界估计只有像蚂蚁这样分工明确的生物才能完成这一点，甘愿完全牺牲自己。不过，这种生存策略也带来了一些麻烦，就是包括人类在内的许多其它动物都对蜜罐蚁虎视眈眈。其中最常见的就是其它蚂蚁，它们会入侵蜜罐蚁巢穴夺取那些储存能量的蜜罐蚁。 ... PC版： 手机版：

耶鲁大学化学家从海洋生物中分离出独特的抗癌分子

耶鲁大学化学家从海洋生物中分离出独特的抗癌分子 将近三十年前，研究人员在原产于热带水域的一类海洋无脊椎动物 - 苔藓虫内发现了一组独特的抗癌化合物。这些分子的化学结构由氧化环和氮原子组成，结构复杂而密集，引起了全世界有机化学家的兴趣，他们希望在实验室中从头开始重新创造这些结构。然而，尽管付出了相当大的努力，这仍然是一项难以实现的任务。现在，耶鲁大学的一个化学家小组在《科学》杂志上撰文指出，他们采用一种将创造性的化学策略与最新的小分子结构测定技术相结合的方法，首次成功合成了其中的八种化合物。"这些分子一直是合成化学领域的一项杰出挑战，"耶鲁大学文理学院米尔顿-哈里斯（Milton Harris），化学教授、新研究的通讯作者塞斯-赫松（Seth Herzon）说。"许多研究小组都曾试图在实验室中重现这些分子，但它们的结构非常致密、错综复杂，因此一直无法实现。从本世纪初我还是一名研究生的时候，我就一直在阅读有关合成这些化合物的文章"。在自然界中，这些分子存在于某些种类的外肛动物门动物体内，它们是小型水生动物，通过细小的触手过滤水中的猎物。全世界的研究人员都认为苔藓虫是新药物的潜在宝贵来源，许多从苔藓虫中分离出来的分子已被研究用作新型抗癌剂。然而，分子的复杂性往往限制了它们的进一步发展。赫松的研究小组研究了一种名为"Securiflustra securifrons"的贝类。他介绍说："大约十年前，我们曾研究过这些分子，虽然当时没有成功地再现它们，但我们对它们的结构和化学反应性有了深入的了解，这为我们的思考提供了依据。"新方法涉及三个关键的战略要素。首先，Herzon 和他的团队避免在整个过程的最后阶段构建反应性杂环（即吲哚）。杂环包含两个或两个以上的元素，而这种特定的环是众所周知的反应性环，会产生问题。其次，研究人员使用了被称为氧化光环化的方法来构建分子中的一些关键键。其中一种光环化反应涉及杂环与分子氧的反应，耶鲁大学的哈里-瓦瑟曼（Harry Wasserman）在 20 世纪 60 年代首次对这种反应进行了研究。最后，赫松和他的团队采用了微晶电子衍射（MicroED）分析来帮助观察分子结构。在这种情况下，传统的结构测定方法是不够的。新方法的成果是八种具有治疗潜力的新合成分子，并有望产生更多新化学物质。"就分子量而言，它们与我们实验室研究的其他分子相比并不算大。但从化学反应性的角度来看，它们是我们所面临的最大挑战之一"。赫松介绍说，同时他也是耶鲁大学癌症中心的成员，并在耶鲁大学医学院药理学和放射治疗学领域担任联合职务。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

世界上最黑的鸟 羽毛能吸收99.95%的光

世界上最黑的鸟 羽毛能吸收99.95%的光 这种鸟的羽毛是目前自然界寻找到的最黑物质，它们如何实现这种黑，以及这种黑到底为何进化的都相当有趣。极乐鸟的羽毛到底有多黑？“黑”指的是材料对可见光的吸收情况，它吸收了越多可见光，我们看起来就会越黑。我们平时使用的黑色颜料最多可吸收约97.5%的可见光。不过通过改变黑色表面的结构，可以更好的吸收可见光，那些得到应用的超黑表面通常可吸收直接照射到其上的99.6%的可见光。极乐鸟的羽毛可吸收99.95%的可见光，如果你看它们的角度合适的话，它们看起来会像是一个黑色空洞一样。不过，这羽毛并不是已知最黑的材料，人类目前打造出最黑材料的极限能够吸收99.96%的可见光，这种材料叫作Vantablack。图：Vantablack这种羽毛的黑如何实现？颜色有结构颜色和真实颜色之分，我们平时看到那些拥有炫彩甲壳的昆虫，它们身上的五颜六色通常就是材料结构造成的。黑色也是一样的，它可以是物质本身吸收光从而变得很黑，也可以通过结构来吸收更多的光线，从而看起来很黑。对于生物而言，通常是通过黑色素沉淀来让自己看起来更黑，但是色素所能达到的黑非常有限，所以雄性极乐鸟羽毛的黑也是通过材料结构实现的。实际上，我们前面提到最黑材料Vantablack，也是一种结构色，而且与极乐鸟的羽毛的微观结构有很多相似之处。一支典型的鸟类羽毛由一系列位于同一平面内的扁平分枝组成，中央一个粗的羽轴，上面布满了更小的羽枝，然后羽枝上又有更小的羽小枝这些羽小枝有助于将羽毛编织成扁平的反射结构。在电子显微镜下，普通黑色羽毛和极乐鸟的超黑羽毛在结构上是一样的，只有当检测更微小的结构细节时，才能发现不同。上图左边这个就是普通黑色羽毛，它像巨大的棕榈叶一样，而极乐鸟的超黑羽毛看起来则像杉树叶一样微羽毛的结构非常密集（这增加了表面积）且弯曲。当光照射在超黑羽毛上时，光子就会散落在内部，无法逃脱，弯曲密集的结构有助于困住光子。一旦光子被困在那里，它就会在这个弯曲的微羽毛中不停反弹，每次反弹都会减少光子的能量，直到光子完全消失。这就是为什么雄性极乐鸟的羽毛看起来如此之黑，不过极乐鸟不是唯一利用结构色来让自己变得更黑的动物，已知至少还有金裳凤蝶和西非加蓬蝰蛇。不过，所有这些动物变黑的材料结构都是不同的，雄性极乐鸟在变黑这点上，结构优于其它动物，所以它最黑。为什么极乐鸟要这么黑？实际上，这些动物不仅变黑的结构有所不同，它们变黑的目的也是不同的，金裳凤蝶变黑的目的是为了更好地收集太阳辐射，蝰蛇则将其用于伪装。而我们的主角极乐鸟是为了吸引异性。关于极乐鸟是最黑的动物，相关研究是在2018年发表的，研究人员也同时解释了他们变黑的选择压力就是雌性的性选择。我们开头提到过，雄性极乐鸟在求偶时的舞蹈是为了让自己看起来更黑，这是因为结构色的方向性很强，只有在特定的方向才能达到最好的效果。至于为什么要展示自己的黑？研究人员认为，黑确实没啥好展示的，极乐鸟的目的为了用黑来突出它们胸前那片色彩鲜艳的羽毛斑块。脊椎动物拥有色彩校正机制，这种机制让我们在不同光线下也可以看到相同的颜色。举个例子，一个红色的苹果，你在太阳光下看它是红色的，在阴暗的角落看起来也会是红色的，而实际上在不同环境中苹果反射光的波长是不一样的，我们正是通过色彩校正机制才看到一样的颜色。然而，这种机制也会造成一些感觉或认知偏差，也就是会产生视错觉，例如当我们看到一个黑色的东西时，我们的感知就非常容易夸大它相邻色块的亮度。极乐鸟其实拥有两种黑色羽毛，一种就是普通的黑色羽毛，位于它们的背部，还有一种就是那些超黑的羽毛，全部位于它们彩色斑块边上。所以，即便性选择造就了这种自然界的最黑物质现在还只是一个推测，但它是有一定道理的。极乐鸟通过让这些羽毛变得足够黑，能够更好得展示，得到雌性青睐，而当这些拥有更黑羽毛的雄性更有机会传承基因时，这些羽毛变得越来越黑。图：左边是普通黑色羽毛，右边是结构色超黑羽毛，涂上薄涂层后，超黑羽毛依然是黑色最后这种超黑材料的研究具有一定意义的，因为一些科技领域需要应用到这些材料，比如望远镜、太阳能电池板等就需要用到超黑的材料，这样可以更好的捕获光。虽然，Vantablack是目前已知最黑的材料，但是它的造价非常昂贵，或许通过仿生极乐鸟的超黑羽毛，可以降低成本。最后还有一点值得一提，如果你平时出门不知道穿什么衣服出门的话，拿酒选择穿黑色的吧，这同样也可以让你容光焕发，就像极乐鸟跳舞时展示的那样。 ... PC版： 手机版：

5种最奇怪的动物眼睛：它们看到的世界 我们无法想象

5种最奇怪的动物眼睛：它们看到的世界 我们无法想象 有一些眼睛我们很好理解，比如食草动物的水平瞳孔让它们能够看到周围环境的全景，这有助于它们看到捕食者的到来，并在逃跑时避开障碍物，而夜间掠食者的瞳孔是垂直的，可以最大限度地提高夜视能力。然而，在这个壮丽、广阔、多样化的世界中，还有其他种类的眼睛以我们无法想象的方式观看世界。下面是已知的5种世界上最奇怪的眼睛。石鳖 Hans Hillewaert一、不是眼睛的眼睛石鳖当您想到眼睛时，您肯定会想到它至少是由细胞构成的，但是这种叫作石鳖的奇怪海洋软体动物，它们的眼睛是由“石头”构成的。这些小型生物是多板纲的，它们身体的外面被一个厚厚的连锁“板甲”保护着，完全融入周围的岩石中，难以被人发现。它们在岩石上爬行，吃着在那里发现的任何东西，但如果您沿着它甲壳的周边和底部寻找它们的眼睛的话，那么您根本找不到哪个器官可以当作眼睛来用。当然，石鳖是有眼睛的，只是它们没有常规柔软的眼睛，它们的眼睛在它们的甲壳上，并且是由矿物制成的更具体地说是一种称为文石的碳酸钙。另外，石鳖还不止一对眼睛，它和一些软体动物一样拥有许多眼睛，只是石鳖的眼睛是无规则地散布在它们的甲壳表面。图源：哈佛大学维斯研究所如上图，深色部分就是石鳖的眼睛，这些眼睛由一个文石晶状体和某种视网膜组成，被称为微眼（aesthetes），它们甲壳上有数百个这样的微眼，组成一个复杂的视觉网络，可以吸收光线解析图像。科学界至今都没有搞清楚，石鳖的视觉信息是如何被大脑处理的，但它们可以帮助我们更好地理解过去眼睛进化所经历的一些疯狂的事。首先，不难发现，这种眼睛是非常原始的，最古老的石鳖化石可以追溯到4亿年前，它是古老的生物，并保留了包括眼睛在内的一些古老特征。其次，科学家推测已灭绝的三叶虫也有眼睛，也是由矿物组成其晶状体是由方解石制成的，三叶虫的眼睛可能就是动物史上第一个真正复杂的眼睛。所以，研究石鳖可以帮助我们了解很多关于地球上动物视觉的进化。图：螳螂虾二、真正的超能眼睛螳螂虾在动物王国中，已知的最复杂的眼睛属于底栖海洋甲壳类动物螳螂虾。人类可以看到色彩斑斓的世界，其实我们的眼睛在哺乳动物中已经是非常强大的，大部分哺乳动物的眼睛看不到这么多颜色，这和哺乳动物在过去通常在夜间活动有关系。决定眼睛看到多少颜色是眼睛中的视锥细胞，而决定眼睛能在夜间看到东西的是视杆细胞，人类有三种视锥细胞分别对红绿蓝三个可见光波段敏感，以及一种视杆细胞它对自然光的大部分波长都敏感，但它无法分辨彼此。这4种光感受细胞构成了我们的视觉，三种视锥细胞的相互作用让我们看到了彩色世界，而丰富的视杆细胞让我们在夜晚也能看到事物（人眼拥有1.2亿个视杆细胞，而三种视锥细胞总共只有600万个）。螳螂虾眼睛特性  Cédric Peneau螳螂虾是一种色彩缤纷的小型虾蛄，这可能和它们异常强大的眼睛也有关系，它们的复眼里拥有16种光感受细胞是已知最多的。其中12种是用颜色相关的，具有常见的彩色感光细胞，以及对紫外线敏感的感光细胞，看到紫外线并不特别，有许多动物都能做到，但是螳螂虾可以看到五个不同的紫外线频段。另一方面，它们还可以看到偏振光。与看到紫外线一样，也有很多动物可以看到偏正光，但是螳螂虾是唯一能看到圆偏振光的动物。由于研究人员已经证明，快速生长、混乱的癌细胞实际上与健康组织会不同地反射偏振光，所以螳螂虾被认为可以在症状出现之前发现癌症。现在有许多科学团队正在积极仿生它们的眼睛，以设计出能够提前看到癌症的相机。除此之外，螳螂虾的每只眼睛都能独立移动，而且单个眼睛就能感知到深度，而包括人类在内的大部分动物只能通过两只眼睛相互作用来感受深度。麻雀，眼睛看起来很深邃  Fir0002三、看到地球磁场一些鸟类鸟类有着又小又圆的眼睛，但它们的眼睛比我们强大许多。我们前面提到过，人眼有4种光感受细胞，而大部鸟类有6种，4种视锥细胞比我们多的一种就是对紫外线敏感的，以及1种视杆细胞和1种不寻常的双视锥细胞可提供非彩色运动感知。这似乎没法和螳螂虾相提并论，但是有一些候鸟在这个基础上可以看到地球的磁场，以此帮助它们导航，从而完成跨洲的超远迁徙。图源：Jillian Ditner长时间以来，人们并不清楚那些长距离迁徙的候鸟是如何完成迁徙的，直到最近，科学家将其中的原因范围缩小到一类被称为隐色素的光敏蛋白质。这种蛋白质依赖蓝光，这表明鸟类的磁感受可能是基于视觉的。四眼鱼  Quartl四、一眼两用四眼鱼“四眼鱼”听起来视乎是长了四只眼睛一样，其实并不是的，它们只有两个眼睛，只是和身体相比显得特别大，而且这双大眼睛已经进化出令人难以置信的适应能力。它们的生态位是水面，它们大部分时间都花在水面上，捕食那些在水生生态系统周围盘旋的昆虫。它们大大且凸起的眼睛有助于它们露出空气，并更好的看到飞虫，但有意思的地方是，它们眼睛很大，以至于有一半是在水下的，这让事情变得相当有趣。它们的每个瞳孔分为两半，其中一半位于水线上方（背侧），而另一半位于水线下方（腹侧） 。通过这种方式，四眼鱼可以同时看到水面和水下光线传播不同的环境以观察捕食者和猎物。Charles J. Sharp更有趣的地方是，水面和水下部分晶状体的厚度是有所不同的，以适应空气和水生介质的不同折射率。另外，角膜上皮的厚度也不同，视网膜感光细胞中的蛋白质也略有不同水面视网膜对绿光更敏感，水下视网膜对黄光更敏感。一只眼睛拥有两种完全不同的适应，叫它们四眼鱼并不为过。五、另类看色彩方式乌贼乌贼的眼睛拥有奇怪的W型瞳孔，让它们显得有点独特，现在生物学家已经确定这种特征有助于它们平衡垂直不均匀的光场，这是它们栖息的水深处常见的适应。但乌贼独特的地方是，它们的眼睛只拥有一种光感受细胞，但却可以看到不同颜色，甚至可能看到我们不知道的颜色。乌贼独特的瞳孔可以促进一种完全有别于其它动物观察颜色的方式利用光线穿过棱镜分裂成色彩的方式。当我们眼睛里的晶状体无法将颜色聚焦在同一点上时，就会出现所谓的色差，从而将鲜明的阴影对比度变成不同色调，乌贼可能把这个我们眼睛的问题变成了解决方案。当不可避免出现色差时，瞳孔越小色差就越小，因此瞳孔较宽的乌贼非常容易出现这种情况，这会让乌贼看到的图像变得模糊。但是这种模糊可以带给它们不一样的“颜色体验”，这就解释了为什么乌贼只有一种感光细胞却能让身体颜色与环境相协调进行伪装。另外，乌贼的眼睛还可以旋转，最近科学家发现这些旋转的眼睛会产生立体视觉，这也是乌贼有别于其它动物看到深度的方式。 ... PC版： 手机版：

印度尼西亚发现世界上最小的"獠牙"青蛙 孵卵方式相当独特

印度尼西亚发现世界上最小的"獠牙"青蛙 孵卵方式相当独特 一项新的研究发现了东南亚最小的獠牙蛙物种，它们具有陆生产卵和雄性护卵等独特特征。这一在印度尼西亚苏拉威西岛的发现有助于我们了解两栖动物的多样性，并强调了保护这些独特生态系统的必要性。上图为新种獠牙蛙 Limnonectes phyllofolia 的照片。图片来源：肖恩-莱利芝加哥菲尔德博物馆的博士后研究员、本研究的第一作者杰夫-弗雷德里克（Jeff Frederick）说："与发现它的岛上的其他獠牙蛙相比，这个新物种非常小，大约只有四分之一大小。该属的许多青蛙都是庞然大物，重达两磅。在大的一端，这个新物种的重量与10美分硬币差不多"。伯克利麦克奎尔实验室（McGuire Lab）的一个小组与茂物动物博物馆（Bogor Zoology Museum）合作，在苏拉威西岛（Sulawesi）发现了这些青蛙。"这是一个由山脉、火山、低地雨林和高山云雾林组成的巨大岛屿。所有这些不同栖息地的存在意味着我们在那里发现的许多植物和动物的生物多样性的规模是不真实的可以与亚马逊等地相媲美，"弗雷德里克说。在丛林中跋涉时，美国-印尼两栖动物和爬行动物联合研究小组的成员在树苗的叶子和长满苔藓的巨石上发现了一个意想不到的东西：陆生蛙卵。产在树叶上的新品种蛙卵。图片来源：肖恩-莱利青蛙是两栖动物，它们产下的卵由果冻一样的物质包裹，而不是坚硬的保护壳。为了防止卵干涸，大多数两栖动物都把卵产在水中。令研究小组惊讶的是，他们不断在离地面几英尺高的树叶和长满苔藓的巨石上发现陆生卵块。不久之后，他们开始看到棕色的小青蛙孵化出来。弗雷德里克说："通常情况下，我们在寻找青蛙时，都是在溪流岸边扫描，或者涉水穿过溪流，直接在水中发现它们。不过，在反复监测蛙巢之后，研究小组开始发现有青蛙坐在树叶上抱着它们的小巢。这种与蛙卵的亲密接触让蛙父母能够给蛙卵涂上足够的粘液，使其保持湿润，还可以免受细菌和真菌的污染。"繁殖行为与獠牙大小之间的联系仔细观察这些两栖动物的父母后发现，它们不仅是獠牙蛙家族的小成员，长着几乎看不见的獠牙，而且照顾这窝卵的青蛙都是雄蛙。弗雷德里克说："雄性护卵行为在所有蛙类中并非完全没有，但却相当少见。"弗雷德里克和他的同事们推测，这种青蛙不寻常的繁殖行为也可能与它们比一般青蛙更小的獠牙有关。这种青蛙的一些亲戚的獠牙比较大，可以帮助它们抵御沿河产卵地点的竞争。由于这些青蛙进化出了一种远离水产卵的方法，它们可能已经不需要这么大的獠牙了。(新物种的学名是Limnonectes phyllofolia；phyllofolia的意思是"食叶者"）。弗雷德里克说："令人着迷的是，在以后每次对苏拉威西岛的考察中，我们都能发现新的、多种多样的繁殖模式。我们的发现还强调了保护这些非常特殊的热带栖息地的重要性。生活在苏拉威西岛等地的大多数动物都非常独特，为了保护我们在那里发现的物种的高度多样性，栖息地的破坏是一个迫在眉睫的保护问题。了解像这些青蛙一样在地球上其他地方找不到的动物，有助于为保护这些宝贵的生态系统提供依据"。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

碳纤维结构电池：独特的超低重量动力源

碳纤维结构电池：独特的超低重量动力源 该公司相信，这种储能方式将有助于彻底改变从电动飞机到风车的一切。想象一下，一辆电动汽车不会被一个巨大的、每小时耗电千瓦的电池所拖累。它不需要那么大的动力来驱动前进，可以依靠较小的电机，从而减轻更多的重量。或者想象一下，一架电子垂直起降飞机可以在不抬起锂离子锚的情况下起飞，而锂离子锚需要在一小时内回到地面充电。或者想象一种风车，它的叶片可以作为自己的电池使用，在低需求时段储存能量，在高峰时段进行分配。Sinonus 希望在未来实现所有这些愿景。它正在努力研发一种新型智能碳纤维，这种碳纤维可以作为集成电池的电极。瑞典人长期以来一直致力于研究能够储存电力的结构复合材料。我们第一次听说这项工作是在十多年前，当时沃尔沃公布了它与包括查尔姆斯在内的一些学术伙伴合作开展的一个研究项目。几年后，查尔默斯公司发现了一种特定的碳纤维子集，它能将导电性和结构刚度恰到好处地结合在一起。该公司最终开发出了"无质量"碳电池原型。2022 年，大学和风险投资公司 Chalmers Ventures 将该项目分离出来，成立了自己的公司 Sinonus。这家初创公司将自己的目标概括为"多用途"，追求具有两种或两种以上功能的材料，努力节约整体资源。例如，在电动汽车中，碳纤维电池系统的重量可能与传统的钢和铝结构部件相同或更轻，但其优点是可以自行储存电能，无需大型笨重的电池组。本月，Sinonus 任命 Markus Zetterström 为新任首席执行官，负责将兼具电极功能的碳纤维商业化。虽然该公司没有估计商业化工作何时能带来首批上市产品，但与沃尔沃原型机时代相比，这项技术已经取得了长足进步。Sinonus 的碳纤维电池配置Sinonus表示，它已经在实验室中用碳电极电池取代AAA电池，在低功耗应用中证明了自己的理念。要想达到预期目标，它就必须大幅提高功率，首先是物联网硬件和计算机等设备，最后才是电动汽车和飞机等耗电设备。Zetterström解释说："在碳纤维中储存电能的效率可能不如传统电池，但由于我们的碳纤维解决方案还具有结构承载能力，因此可以在系统层面取得非常大的收益。"当然，"效率不如传统电池"这句话也不能省略。Sinonus公司尚未公布其电池概念的能量密度数据，但2021年的查尔默斯实验室原型的能量密度仅为24 Wh/kg，与从智能手机到电动汽车和飞机等各种产品中使用的现代锂离子电池组相比，简直是小巫见大巫。实验室中的 Sinonus 电池Sinonus依然保持乐观，他指出查默斯公司之前的一项研究发现，碳纤维结构电池有可能将电动汽车的续航里程增加70%。该公司认为，较低的能量密度也是一个积极因素，它消除了挥发性化学物质和高能量浓度，最终降低了发生灾难性故障的几率。成本是另一个问号，就像不祥的风暴云一样笼罩着 Sinonus 的哥德堡总部。电动汽车电池本身价格昂贵，但用专门的夹层电工级碳纤维代替电池真的会更便宜吗？听起来，马库斯-泽特尔斯特罗姆（Markus Zetterström）的工作虽然困难重重，但却令人着迷。我们期待着看到他和 Sinonus 团队试图找到围绕结构电池概念及其最终市场可行性问题的答案。 ... PC版： 手机版：